朱 勤
本刊編輯部 北京 100029
2022 北京冬奧會見證了氫氣身份由原料到燃料的轉變。
近日,國家發展改革委、國家能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035 年)》,將氫能定位為未來國家能源體系的重要組成部分,是用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體,是戰略性新興產業和未來產業重點發展方向。氫能產業正在進入到大規模發展的新階段。
在氫能發展的過程中,傳統的化工石化工程建設企業如何抓住機遇促進自身業務的增長?深度參與燕山石化冬奧氫氣保供項目的北京燕華工程建設有限公司可以為大家提供一個有益的參考。
在北京冬奧會期間,燕山石化生產的氫氣源源不斷地為賽會清潔能源車輛提供動力,并成為傳遞火炬及“鳥巢”主火炬的唯一燃料。而北京燕華工程建設有限公司(以下簡稱:北京燕華)為燕山石化氫氣提純項目提供的技術和工程方面的支持在其中發揮了重要作用。
煉化企業生產過程中伴生的氫氣副產品循環利用是北京燕華早就關注的問題。
眾所周知,加氫裂化裝置需要一個富氫的環境,約有45%的氫氣未參加反應隨工藝尾氣排放。為了節約能源,有人曾嘗試將尾氣導入鍋爐、加熱爐等設備中燃燒,以實現廢物利用的目的。但是,經過工藝調整發現,由于尾氣中氫氣的比例過高,燃燒后生成的水,帶走了爐膛中大量的熱能,導致爐膛溫度達不到工藝要求。結果,尾氣只好被引入火炬白白地燃燒,造成很大的浪費和環境污染。
2013 年,北京燕華根據國家節能減排的倡導,結合綠水青山就是金山銀山的理念,決定進行科研立項,一舉解決煉化企業氫氣再利用的問題。他們的科研思路是,采用一種分子級別的超濾膜,通過螺桿壓縮機將尾氣中的氫氣分離出來。其中,回收的氫氣作為緊缺資源回饋煉油廠繼續使用;同時,經過氫氣分離后的剩余尾氣,引入鍋爐、加熱爐中進行燃燒,能有效保證爐膛工藝溫度要求。整個分離過程是一個物理的過程,不會帶來任何的環境污染。

北京燕華歷時4 年投資4800萬元自主研發的膜分離制氫設備在冬奧氫氣保供過程中發揮了巨大作用

北京燕華早在2016 年便開始研發膜分離制氫技術并取得成功
經過連續4 年的不斷投入和反復試驗,北京燕華膜分離制氫技術和設備終于研發成功,在實踐中取得了良好的效果,并分別于2014 年和2016 年獲得了國家知識產權局授權的實用新型專利和發明專利,2016 年獲得了北京市新技術新產品證書。但是,當時全社會對氫能的認識還不普及,這一技術并沒有引起廣泛的關注。而北京冬奧成功申辦,其綠色辦奧理念和“雙碳”目標承諾為北京燕華膜分離制氫技術提供了閃亮的舞臺。
北京冬奧會申報成功以后,中國石化與奧組委簽訂了《官方油氣合作伙伴贊助協議》,承諾將為冬奧會提供優質的清潔能源,在燕山石化建設北京冬奧會氫氣新能源保供項目。燕山石化自身氫氣資源本來就比較緊張,還要為奧運火炬、奧運氫能源汽車提供提純后的氫氣,氫氣缺口比較大。在別人看來是難以解決的難題,對于北京燕華膜分離制氫技術來說則是量身定制的機會。經過認真考察比較,燕山石化決定采用膜分離制氫技術,其設備的安裝調試也同時交由北京燕華完成。
北京燕華工程建設有限公司(原中石化第一建設公司)是一家集石油化工施工總承包、壓力容器(非標設備)設計制造、石化裝置維護運行和檢修、工程項目管理、工程技術開發及服務為一體的大型工程建設企業,是中國石化集團旗下整體改制規模最大、歷史最悠久的施工企業。公司成立于1969 年,其前身是北京市化工建筑安裝公司,曾多次創造中國石化工程建設第一的紀錄:國內首套30 萬噸/ 年乙烯項目;國內首臺10 萬噸/ 年裂解爐項目;國內首套200 萬噸/ 年重油催化裂化裝置;國內首套單線生產能力20 萬噸/ 年聚丙烯裝置;國內首套工業化生產3 萬噸/ 年丁基橡膠裝置;國內首套8 萬噸/ 年間甲酚裝置等。1994 年承建的國內首次45 萬噸/ 年乙烯改擴建工程一次開車成功并獲得中華人民共和國建筑業最高獎“魯班獎”,這項工程于2009 年被中國建筑業協會評為“新中國成立60 周年百項經典暨精品工程”。
2005 年,北京燕華整體改制。改制后的北京燕華仍嚴格保持中石化第一建設公司的“鐵軍”基因,作為中國石化優質服務商,在管理創新、技術創新、產品創新上不斷尋求制高點,從轉型到堅守,始終不忘初心,多次承擔政府投資及對貧困地區的援建項目,包括國家原油儲備基地建設、寧夏7500噸/ 年塑料棚膜、地膜、滴灌帶援建、神舟五號儲罐的制造等項目。特別是2020 年2~3 月疫情期間,北京燕華組織精兵強將,對標火神山、雷神山醫院的建設速度,24 小時不間斷施工,僅用12 天建成燕山石化熔噴無紡布生產線,并一次開車成功,又一次展示了燕華人的責任擔當和工匠精神。
北京燕華工程建設有限公司根植于石油化工裝備技術的沃土,大力發展開拓新領域新市場,以“支持綠色清潔生產,推進傳統制造業綠色改造”為方向開展科技開發,為守護首都藍天白云,落實“碳達峰”、“碳中和”雙碳目標,積極打造“資源節約型、環境友好型、科技創新型、本質安全型”發展企業,將節能減排融入生產經營的各個環節,共建燕山石化“碧水藍天”工程,先后參與和建設完成了脫硫技術改造、鍋爐清潔能源改造等281個環保項目,建設投用了多套尾氣回收、煙氣治理等環保、資源綜合利用設施。

北京燕華的前身是中石化第一建設公司,功勛卓著,屢獲殊榮,改制后依然沿襲優良傳統,不忘初心,責任擔當。

在燕山石化冬奧氫氣保供項目建設中,北京燕華將自身先進的建設理念和技術融入其中,以綠色建造的要求,高質量按期實現項目竣工

2022 年1 月31 日,北京冬奧會前夕,燕山石化順利通過全球首個《低碳氫、清潔氫及可再生氫標準與評價》,成為國內首家取得清潔氫認證的企業。根據該標準,低碳氫的閾值為每千克氫氣排放14.51 千克二氧化碳,清潔氫和可再生氫的閾值為每千克氫氣排放4.9 千克二氧化碳。經第三方審驗,燕山石化所生產的單位氫氣碳排放水平處于行業領先地位,成功獲得清潔氫認證,切實為“綠色冬奧”賦能。
在悉知北京冬奧會氫氣新能源保供項目在燕山落地時,北京燕華工程建設有限公司充分認識到它的重要性,立即組建高級別項目部,對項目進行分析策劃。要在短時間內完成如此大的施工量,這對項目部來說無疑是個巨大的挑戰。項目涉及的動靜設備、特閥制造周期較長,如運至施工現場進行安裝,將嚴重影響項目進度。為此,優化了設計方案,在加工廠提前進行預組裝,實現整體運輸、整體安裝,有效減少設備的安裝周期。氫氣提純裝置對管道潔凈度要求非常高,安裝過程中,要求施工作業人員嚴格按照設計和規范要求進行,采用特殊的吹掃試壓工藝確保管道內部高潔凈度;氫氣回流線需與在用氫氣線連接,且不能影響裝置正常運行,安裝時開發了一系列全新的施工工法,確保安全優質完成施工任務。
北京燕華工程建設有限公司在保障施工質量的同時,嚴控工程進度。為確保工程如期交付,公司領導每日必親臨現場,精心策劃,合理布局,優化施工組織設計,對項目的進度、質量、安全進行了頂層設計,細化了HSE 管理,強化了技術質量管理,優化了施工網絡管理,進行了科學合理的部署,使工程管理的各個環節始終處于受控狀態,實現了“高效、優質”中交的目標。
北京冬奧會氫氣新能源保供項目的順利投產,有力地保障了北京冬奧會氫氣供應,服務了北京市氫能產業總體規劃。氫氣新能源保供項目建設期間,北京燕華工程建設有限公司全體干部職工全力以赴,秉持“潔凈能源,為冬奧加油”的理念,保障了2 月4 日冬奧圣火燃燒。未來氫氣保供步履不停,北京燕華將繼續為裝置穩定生產提供優質的維保服務,全力以赴踏上了“氫”情助冬奧的征程。